JPH08504686A - 移動するワイヤとの間に電流を伝導するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２つの点の間を行程する移動電極ワイヤ（２０）に電流を伝えるための装置。円形外面と縦軸を有する導電性部材（１４）は、２つの点の間の直線からある角度で設けられ、その円形外面は、移動ワイヤ（２０）に接触する。移動ワイヤ（２０）は、曲線パスに沿って円形外面に接触する。導電性部材（１４）は、保持器本体（３２）のボア内に収容される。保持器本体はまた、ボアに交差するワイヤ穴（４０）を含み、伸長通路を通して連通する。移動伸長ワイヤ（２０）は、ワイヤ穴を通って収容され、ワイヤ穴（４０）から可視な導電性部材表面上を摺動する。接触表面は、曲線形状てある。導電性部材（１４）は、非摩耗接触表面を露呈するためにその縦軸の回りで転回される。

Description

【発明の詳細な説明】 移動するワイヤとの間に電流を伝導するための装置 技術分野 本発明は、電流伝導要素と電流伝導要素に関して移動する導電性ワイヤ又はケ ーブルの間に電流を伝達する技術分野に関する。さらに詳細には、本発明は、電 源に連結された「電流ピックアップ」と一般に言われるものに関し、この場合、 移動するワイヤは、電流ピックアップに摺接させられ、こうして、ピックアップ からワイヤ又はワイヤからピックアップにＡＣ又はＤＣ電流又はパルスを伝達す る。 背景技術 移動するワイヤに電流を伝えることは、現在、少なくとも放電加工機及び溶接 産業において行われている。これを達成する一つの共通の方法は、ボアを有する 一般円筒形状の電流ピックアップを設けることであり、この場合、電流ピックア ップボアは、ワイヤ行程の直線からオフセットされる。こうして、ピンと張った 移動ワイヤ電極は、ボアの内面に摺接し、電流を移動ワイヤに伝導するために必 要な電気接触をする。この形式の電流ピックアップの例は、米国特許第４，８９ ６，０１３号において開示される。 他の電流ピックアップ装置において、電流ピックアップは、単に、ピンと張っ た移動ワイヤ電極の方に押されるか又はワイヤ行程の正常直線に置かれ、そして ワイヤにおける張力が、ワイヤを電流ピックアップに摺接させ、これにより、必 要な電気接触をする。この特性の一般電流ピックアップは、米国特許第４，５３ ９，４５９号において開示される。 円筒形又は棒形状電流ピックアップはまた、幾つかの先行形式の電流伝達シス テムにおいて使用されてきた。そのような円筒形／棒電流ピックアップに関して 、行程するワイヤが位置付けられ、棒の軸に垂直な線において棒に摺接させられ る。移動ワイヤに垂直に据えられた棒は電流の伝達において有効であるが、大き な欠点がある。棒の直径が相対的に大きくないならば、棒の掃引接触表面積は、 相対的に小さく、そして電流の伝導は、非効率になり、ワイヤの変形は増大され る。加えて、垂直棒によって設けられた小接触表面は、急速に摩耗し、こうして 、調整して新接触表面を設けるか、又は棒を完全に交換するために頻繁な保守を 必要とする。さらに、垂直棒直径を十分に大きなサイズに増大させることは、シ ステムの他の作業要素に侵入し、コンパクトな設計を妨げるために、望ましくな い。 これらのすべての形式の先行電流ピックアップに関して、移動ワイヤは、電気 充電表面に摺動又は摺接させられ、こうして、移動ワイヤとの間に電流を伝導す る。結果的に、ワイヤが電流ピックアップに摺接する領域において電流ピックア ップの表面仕上げと形状は、電流が、ワイヤと電流ピックアップへの損傷と摩耗 を最小にしながら、有効に伝導されなければならないために、重要である。最も 有効な接触表面形状の幾つかは、例えば、米国特許第４，８９６，０１３号にお いて示された如く、曲線である。電流ピックアップ接触表面形状は、通常、正し い湾曲と表面仕上げを達成するように機械加工される。しかし、機械加工作業は 、時間を消費し、電流ピックアップの費用を大きく増大させる。 従って、移動ワイヤとの間で電流を伝達し、製造が一般に安価であり、使用寿 命と保守において効果的であり、同時に曲線形状接触表面を設け る電流の伝導において有効である装置の必要性が存在する。 発明の開示 先行電流ピックアップに付随した上記の不都合を克服することが、本発明の主 な目的である。 本発明は、２つの点によって規定されたワイヤの軸に関して鋭角をなす棒形状 又は円筒形ピックアップを提供することにより、先行電流ピックアップに付随し た上記及び他の不都合を克服する。ワイヤの行程のこの軸又は正常直線は、棒の 外面に交差するようにオフセットされ、そして螺旋又は楕円接触パターンにおい てワイヤをそれに摺接させる。従って、棒直径は円形であり一般に小さいが、接 触表面は、その接触長に沿ってワイヤに対して楕円形である。 ワイヤ案内要素は、棒の両端部において設けられ、そして行程するワイヤの軸 を有効に規定する。プーリ、Ｖ溝付き構成要素、フック形状構成要素、オリフィ ス構成要素等及びそれらの組み合わせの案内要素は、こうして、棒に関して鋭角 においてワイヤを位置付け、好ましくは、楕円接触表面を最大にするために、５ 〜２０度の角度においてそれを据える。 さらに具体的には、本発明は、その縦軸に関して円形外面を有する棒の如く、 導電性部材を設けることにより、先行電流ピックアップに付随した不都合を克服 する。棒は、棒保持器本体のボア内に収容される。棒保持器本体は、棒及びボア 縦軸から鋭角をなすワイヤ収容穴を含む。ワイヤ収容穴表面とボア表面は交差し 、これにより、それらの間に一般直線伸長通路を規定する。電流が伝導される導 電性ワイヤは、ワイヤ穴を通して収容され、ワイヤ穴の各側に一つの２つのオリ フィス形式案内部 材で案内される。ワイヤ穴とボアの間の通路は、一般に、案内部材ボアの間に規 定した直線に平行である。この直線はまた、２つの案内ボアを通って行程するワ イヤがピンと張られる時、ワイヤが曲線パスに沿って、さらに具体的には、楕円 のセグメントにより規定されたパスに沿って棒円形接触外面に接触する如く、導 電性棒円形外面に交差する。 棒縦軸と案内部材の間に規定した直線の間の角度、棒外面と棒材料に交差する ための直線のオフセットは、特定の状況において、ワイヤ形式、速度、電圧、電 流等を与えられると、電気伝導効率がワイヤと棒における摩耗を最小にしながら 最大にされる如く変化される。これに関して、棒縦軸と案内部材の間の直線の間 の角度が減少する時、接触表面により規定された楕円のセグメントは開き、拡幅 する。他方、９０度に向かって角度を増大させると、楕円セグメントを閉じさせ 、９０度において、接触表面は円形になる。好ましくは、棒は、５度〜２０度の 角度において据えられる。 棒保持器本体は、非導電性材料から作られるが、棒は、好ましくは、タングス テンから作られる。案内部材は、好ましくは、オリフィス形式であり、ダイヤモ ンドから作られる。保持器本体ワイヤ穴は、棒から離れ案内手段に向かう方向に おいて直径が増大し、ワイヤ穴を通したワイヤの通しを収容する。 棒の一方の端部は、工具を収容し、その縦軸の回りで棒を転回させるための工 具収容凹部又はスロットを含む。この方式において、一つの曲線パス接触表面が 摩耗すると、別の同様の曲線接触表面は、軸の回りで棒を単に転回させ、棒外面 の非摩耗部分を露呈することにより設けられる。 縦軸に関して円形外面を有するいろいろな形状が、導電性電流ピックアップ部 材としての使用のために考えられる。これらの形状の幾つかは、棒及び円筒形状 のほかに、円錐、凸状、凹状及び二重円錐である。棒形状のように、縦ボアは、 円錐、凸状、凹状及び二重円錐形状の電流ピックアップ部材を通して設けられる 。 別の実施態様において、導電性棒又は他の形状の部材は、棒保持器本体のボア 内に収容されないが、むしろ、その縦軸の回りで回転するように縦端部の一方又 は両方において旋回可能に連結される。こうして、この実施態様において、導電 性部材は、上記の棒の実施態様に関する如くボア内面よりもむしろ、これらの旋 回連結部により、ワイヤ行程の正常直線に関してある角度をなした位置に保有さ れる。 一つの形態において、本発明は、２つの点の間を行程する移動導電性ワイヤに 電流を伝導するための装置に向けられる。装置は、その縦軸に関して円形外面を 有する導電性部材を含む。棒は、その縦軸が２つの点によって規定された直線か ら鋭角をなし、円形外面が移動ワイヤと接触して配置される。ワイヤは、曲線パ スに沿って円形接触外面に接触する。 図面の簡単な説明 この発明の上記と他の特徴及び目的、及びそれらを獲得する方法は、より明ら かになり、そして発明自体は、添付の図面に関連して取られた発明の実施態様の 次の説明を参照してより良く理解されるであろう。 第１図は、本発明を採り入れる放電加工機の概略図である。 第２図は、本発明を採り入れる溶接機の概略図である。 第３図は、本発明による楕円パスの曲線／セグメントにおいて行程する導電性 棒形状部材と移動ワイヤの側面図である。 第４図は、第３図に示された導電性部材とワイヤの前面図である。 第５図は、本発明による棒保持器内に収容された導電性部材の頂面図である。 第６図は、線６−６に沿って取った第５図に示された導電性部材及び保持器の 断面図である。 第７図は、線７−７に沿って取った第５図に示された導電性部材及び保持器の 断面図である。 第８図は、線８−８に沿って取った第５図に示された導電性部材及び保持器の 断面図である。 第９図は、ワイヤに関してある角度で部材を保持する別の手段を描く導電性部 材の側面図である。 第１０ａ〜１０ｅ図は、縦軸に関して円形外面を有する幾つかの考えられる導 電性部材の側面図である。 対応する参照文字は、図面の幾つかの図を通して対応する部品を示す。 ここで提示された例は、一つの形態において発明の好ましい実施態様を示し、 そしてそのような例は、開示の範囲又は発明の範囲を決して制限するものと解釈 してはならない。 発明を実施するための最良モード 図面を参照して、電流を移動導電性ワイヤ１０に伝導するための装置が、参照 番号１２によって指定される。装置１２は、縦軸１６と一般円形外面１８を有す る導電性部材又は棒１４を含む。棒１４は、好ましくは、タングステン又は炭化 タングステンから作られ、そして円形外面１８は、一般になめらかである。棒１ ４は、機械動作によって、又は転造、引抜き、若しくは他の製造プロセスによっ て以前形成された長尺状の棒 から断片を切断することにより製造される。 導電性ワイヤ１０は、間に直線を規定する２つの点２０の間を行程させられる 。またワイヤ行程の正常直線と呼ばれるこの直線は、ピンと張られ、決して妨害 されない時、ワイヤ１０が従うパスである。ワイヤ１０は、一般に２２で示され た２つの案内部材の使用により、点２０の間でこの直線において行程させられる 。案内部材２２は、好ましくは、穴又はボア２６があるダイヤモンド部分２４を 作成される。ボア２６は、好ましくは、正確な案内のためにワイヤ１０の直径よ りもわずかに大きい。こうして、ワイヤ行程の正常直線は、ボア２６を通ってダ イヤモンド部分２４の間を行程する時、及びワイヤ１０がピンと張られ妨害され ない時、実際にワイヤ１０のパスである。理論において、点２０は、ボア２６の 中心に位置する。 案内部材２２のダイヤモンド部分２４は、通常焼結又は他の形式の金属製の案 内胴２８において公知の通例の方式で取り付けられる。案内胴２８は、ダイヤモ ンド部分２４の両側において、ボア２６の向かって収束する円錐台差込口３０を 含む。円錐台差込口３０は、ボア２６を通ったワイヤ１０の通しを助長するため に設けられる。案内胴２８は、棒保持器カウンターボア壁３４において対応する 螺合するねじ山と案内胴周壁３６（不図示）を設け、かつ棒保持器本体３２のカ ウンターボア３８に案内胴２８を単にねじ込むことによる如く、公知の通例の方 式で棒保持器本体３２に装着又は他の方法で連結される。 ワイヤ穴表面４２を有するワイヤ収容穴４０は、一般に棒保持器本体３２の中 央領域を通って設けられる。第５図と第６図に示された如く、ワイヤ１０は、ワ イヤ穴４０を通って連行する。棒ボア表面４６を有す る棒収容ボア４４がまた、棒保持器本体３２において設けられる。棒収容ボア４ ４はまた、棒１４が第５図と第６図に示された如く収容される時、棒縦軸１６と 一般に共線である縦軸（図面に具体的に描かれる）を有する。棒縦軸１６と、こ うしてボア４４の縦軸は、ワイヤ行程の正常直線から鋭角をなす。 ボア４６とワイヤ穴４０は交差し、さらに具体的には、棒ボア表面４６とワイ ヤ穴表面４２は交差し、これにより、一般直線伸長通路４８を規定する。通路４ ８は、第５図において示された線６−６によって規定された平面と共面であり、 ワイヤ行程の正常直線と平行であることが注目される。 第５図にさらに明確に示された如く、棒１４がボア４６内に挿入される時、棒 表面１８の部分は、ワイヤ穴４２を通して可視であり、それと連通する。これは 、ワイヤ１０がＤＣ又はパルス状電流を伝導するために摺接又は摺動させられる 接触表面部分である。さらに、第３図と第８図にさらに明確に示された如く、こ の接触表面は、曲線であり、さらに具体的には、楕円のセグメントとして螺旋形 状である。ワイヤ１０は、第３図、第５図と第８図に示された如く、ワイヤ行程 の正常直線を棒１４の方にオフセットさせることにより、曲線又は楕円セグメン トパスに沿って行程させられ、その結果、ワイヤ行程の正常直線又は点２０の間 で規定された線は、棒１４を突き通す。こうして、ワイヤ２０が案内部材２２の 間でピンと張られる時、それは、棒の円形外面１８に沿って曲線又は楕円セグメ ント形状表面に接触させられる。認められる如く、棒直径と棒縦軸１６とワイヤ 行程の正常直線の間の角度とともにこのオフセットは、いろいろな曲線接触表面 形状を設けるために変化され、これ らのすべては、一般に、楕円のセグメントに類似する形状である。例として、． ２５ｍｍ直径のワイヤを使用する放電加工機に対して、棒直径６ｍｍ、長さ２２ ｍｍ、オフセット１ｍｍ、棒とワイヤ行程の正常直線の間の角度１２゜３０’が 、ワイヤ及び棒表面の摩耗とワイヤの変形を最小に保ちながら、電流の伝導を最 大にすると考えられる。 パルス状電流は、通常、棒１４に電流を有効に伝導するそれ自体導電性の棒保 持器本体３２に連結されたパルス状又は他の形式の電源５０から棒１４との間に 設けられる。代替的に、棒保持器本体は、非導電性材料から作られ、そのような 実施態様において、電源５０は、移動ワイヤ電極２０との間に電流を究極的に伝 導するために棒１４に直接に連結される。 第６図にさらに明確に示された如く、ワイヤ穴４０は、各端部において、接触 表面から離れ案内部材２２に向かう方向において、直径が増大している。さらに 具体的には、円錐台部分５２は、ワイヤ穴４０の各端部において設けられる。円 錐台部分５２は、案内部材２２からワイヤ穴４０へのワイヤ１０の通しを助長す る。 第７図を参照すると、棒１４の一方の端部は、平ねじ回し又は他の適切な類似 する工具を収容するように適合された工具収容凹部又は溝穴５４を設けてある。 従って、溝穴５４内に工具を挿入することにより、棒１４は、その縦軸１６の回 りに転回される。この方式において、一つの曲線パス接触表面が摩耗される時、 操作者は、棒外面の非摩耗部分を露呈させ、こうして、ブランドの新しい非摩耗 表面を設けるために、短い放射距離に、棒１４を単に転回させる。棒外面の非摩 耗部分を露呈させるこのプロセスは、棒外面１８のすべて又は実質的にすべてが 有効使用 を越えて摩耗されるまで反復され、そしてそのような時に、摩耗棒は、保持器３ ２から除去され、新しい棒によって交換される。工具収容凹部溝穴５４は、工具 に必要な転回力を設け、その縦軸の回りで棒１４を転回させるために多数の種々 の工具収容形状によって置き換えられる。 第２〜８図に示された上記の好ましい実施態様は、ワイヤとの接触表面を設け るために棒又は円筒形状導電性部材１４を使用する。この実施態様において、棒 １４は、棒収容ボア４４内に保有され、非摩耗表面を露呈するためにその縦軸の 回りで転回される。第９図に示された如く、別の実施態様において、円筒形棒１ ４は、ボア６４を含み、そしてさらに、各端部において端部保持キャップ６６を 含む。各保持キャップ６６は、保持本体６８の凹部（不図示）内に収容され、こ うして、棒又は円筒形部材１４は、その縦軸１６の回りで自由に旋回する。加え て、縦軸１６は、ワイヤ行程の正常直線に関して鋭角をなし、そしてワイヤ２０ と円形外面１８の間の接触表面は、曲線に、即ち、その接触長に沿ってワイヤへ の楕円のセグメントとして見える。認められる如く、上記のものに類似するその 縦軸の回りで棒又は円筒形部材を転回させるための手段が考えられ、この実施態 様で使用される。 いろいろな他の接触表面形状も考えられ、導電性部材１４によって使用される 。これに関して、最も好ましい形状は、第３〜８図に示された如く棒である。縦 軸を有し、縦軸に関して円形外面を有する他の考えられる形状が、第１０ａ〜１ ０ｅ図に示される。第１０ａ図において、縦ボア（円筒形）を有する棒形状が描 かれる。第１０ｂ図は、円錐状外面を示す。第１０ｃ図は、凸状外面を示す。第 １０ｄ図は、凹状外面を示す。そして第１０ｄ図は、二重円錐外面を示す。これ らの導電性部材形 状のすべてにおいて、外面は、縦軸に関して円形である。さらに具体的には、こ れらの形状のすべてでは、縦軸に垂直で、導電性部材に交差する平面は、円形形 状を生成する。棒／円筒形状と同様に、第１０ｂ〜１０ｅ図の導電性部材はまた 、第９図の実施態様に示された如く旋回取付けのための縦ボアを設けられ、導電 性部材を形成する際に必要とされる材料の量を減少させる。第１０ｅ図のものを 除いて、電流導電性部材１４を形成するこれらの形状のすべての外面１８は、曲 線、さらに具体的には、螺旋形状のワイヤ１０のための接触表面を設ける。 装置１２は、第１図に概略的に描かれた少なくとも放電加工機と第２図に概略 的に描かれた溶接機において使用された移動ワイヤに電流を伝導するために使用 される。放電加工機において、電流は、ワイヤ１０に流され、ワイヤ１０は、ス プール５６から巻ほどかれ、そして廃棄され、又はスプール５８において再び巻 かれる。反対電極の電流は、電源５０からワークピース６０に流され、こうして 、ワイヤ１０が移動される時、ワイヤ１０とワークピース６０の間に生じたスパ ークは、ワークピース６０を選択的に切断かつ形状付けさせる。第２電流ピック アップはまた、ワイヤ１０と電流ピックアップ棒１４の間に電流をより有効に伝 達するためにワークピース（不図示）の下で使用される。放電加工機において、 ワイヤ電極１０は、一般に、ワークピース６０を切断又は形状付ける際の使用中 摩損される。 第２図に描かれた溶接機械において、反対電極の電流が、ワークピース６０に 再び流される。しかし、ここで、ワイヤ電極１０がスプール５６からほどかれる 時、それは、通常、例えば、溶接ビード６２を形成する際に、完全に消費される 。装置１２は、例えば、金属不活性ガス（ｍ ｉｇ）溶接機において使用される。 発明が特定の実施態様により記載されたが、いっそうの修正が可能であること が理解されるであろう。このため、この出願は、この発明が属し、添付のクレイ ムの限界内に入る技術における公知又は通例な実施内にある本開示からの逸脱を 含む、一般原理に従う発明の変形、使用、又は適合を覆うことが意図される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．２つの点の間を連行する移動導電性ワイヤとの間で電流を伝導するための 装置において、 縦軸を有する導電性部材を具備し、該部材は、該縦軸に関して円形外面を有し、 該縦軸が２つの点によって規定された直線から鋭角をなし、該円形外面が移動ワ イヤと接触して配置され、これによりワイヤは、曲線パスに沿って該円形接触外 面に接触する装置。 ２．該導電性部材の各側に一つの２つの案内部材を含み、該案内部材は、各々 、２つの点によって規定された該直線におけるワイヤと整列されワイヤを案内す る案内ボアを有する請求の範囲１に記載の装置。 ３．該案内部材がダイヤモンドから作られる請求の範囲２に記載の装置。 ４．該導電性部材が、移動ワイヤ電極に電流を伝えるための放電加工機におい て使用される請求の範囲１に記載の装置。 ５．該導電性部材が、移動ワイヤ溶接電極に電流を伝えるために溶接機におい て使用される請求の範囲１に記載の装置。 ６．ワイヤが、楕円のセグメントに類似する形状のパスに沿って円形接触外面 に接触する請求の範囲１に記載の装置。 ７．該導電性部材が棒形状であり、そしてさらに、ワイヤ穴表面を規定するワ イヤ収容穴と、縦軸を具え棒ボア表面を規定する棒収容ボアとを有する棒保持器 本体を具備し、該ボア縦軸は、２つの点によって規定された該直線から鋭角をな し、該棒ボア表面は、該ワイヤ穴表面に交差し、該直線に一般に平行な一般直線 伸長通路を規定し、該棒は該ボアにおいて収容され、これにより、該棒円形接触 外面における曲線パスに沿っ た該ワイヤ接触表面は、該ワイヤ穴と連通する請求の範囲１に記載の装置。 ８．該棒保持器本体が、非導電性材料から作られる請求の範囲７に記載の装置 。 ９．該ボア縦軸が、２つの点によって規定された該直線から２０度よりも小さ い角度をなす請求の範囲７に記載の装置。 １０．該ワイヤ穴の各側に一つの該棒保持器本体において２つの案内部材をさ らに含み、該案内部材は、各々、２つの点によって規定された直線におけるワイ ヤと整列されワイヤを案内する案内ボアを有する請求の範囲７に記載の装置。 １１．該案内部材が、ダイヤモンドから作られる請求の範囲１０に記載の装置 。 １２．該ワイヤ穴の各端部が、該接触表面から離れる方向において直径が増大 する請求の範囲７に記載の装置。 １３．工具を収容し、その縦軸の回りで該棒を転回させるために該棒における 工具収容手段をさらに具備し、これにより、ワイヤは、類似の曲線パスに沿って 該棒接触外面の別の部分に接触する請求の範囲７に記載の装置。 １４．該棒がタングステンから作られる請求の範囲７に記載の装置。 １５．ワイヤが、楕円のセグメントに類似する形状のパスに沿って円形接触外 面に接触する請求の範囲７に記載の装置。 １６．該導電性部材の縦軸が、２つの点によって規定された直線から２０度よ りも小さい角度をなす請求の範囲１に記載の装置。 １７．該導電性部材がタングステンから作られる請求の範囲１に記載 の装置。 １８．工具を収容し、その縦軸の回りで該部材を転回させるために該導電性部 材における工具収容手段をさらに具備し、これにより、ワイヤは、類似の曲線パ スに沿って該部材接触外面の別の部分に接触する請求の範囲１に記載の装置。 １９．該導電性部材が、一方の端部において保持器に旋回可能に連結され、こ れにより、該導電性部材は、その縦軸の回りで転回される請求の範囲１に記載の 装置。 ２０．該導電性部材外面が、棒形状である請求の範囲１に記載の装置。 ２１．該導電性部材外面が、円錐形状である請求の範囲１に記載の装置。 ２２．該導電性部材外面が、凸形状である請求の範囲１に記載の装置。 ２３．該導電性部材外面が、凹形状である請求の範囲１に記載の装置。 ２４．該導電性部材外面が、二重円錐形状である請求の範囲１に記載の装置。